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1、河南工业贸易职业学院毕业设计（论文）河南工业贸易职业学院机电系 08 电子 102河南工业贸易职业学院毕业设计（论文）I摘 要和其它电子产品一样，点阵 LED 显示屏的发展十分迅速。它是多种技术综合应用的产品，涉及光电子学、半导体器件、数字电子电路、大规模集成电路、单片机及微机等各个方面，既有硬件又有软件。由于其醒目、内容灵活多变等特点，点阵 LED 显示屏的应用领域己经遍及交通、证券、电信、广告、宣传等各个方面，其发展可以说基本上与世界水平同步，至今己经形成了一个相当具有发展潜力的产业。针对以往的点阵 LED 显示器需重复设计、成本高等问题，提出了一种模块化设计的点阵 LED 显示器，可以实
2、现灵活配置、脱机运行、特效显示等。本系统采用 AT89S52 单片机和 C 语言程序实现对显示屏的控制，将点阵LED 和按键作为人机交互界面，用单片机的串口和 PC 机通信。该系统中每个 1616 LED 点阵模块（4 块 88 LED 点阵）均由 1 个单片机（89S52）控制将 32 字节的显示缓冲区中的内容进行动态显示，并且每个单片机有唯一的地址（存在代码区），所有模块与总控单片机均通过串行口连接至总线上，总控单片机将处理后的字模通过串行总线发送至每个模块的显示缓冲区（32字节）中，此时每个模块便可以显示出相应的内容，从而达到模块化的 LED 大屏幕显示目的。当使用上位机对模块进行操作时
3、，将上位机取代原总控芯片，并将串口通信的 RS232 电平与 TTL 电平进行互转即可。由此可得模块化的 1616 LED 与 89S52 单片机通过通信接口扩展和动态扫描方式可实现大点阵、多模式的汉字及图形显示。关键词：AT89S52 单片机； LED 点阵；串口通信；动态显示；C51 语言河南工业贸易职业学院毕业设计（论文）IIAbstractLike other electronic products, lattice LED display is developing very fast. It is the products that comprehensive applicatio
4、n of technology, involving photonics, semiconductor devices, digital circuit, large scale integrated circuit chip microcomputer, etc., both hardware and software. Due to its content, marked characteristics, such as flexible lattice LED display applications throughout the traffic, telecom, advertisin
5、g, promotional and other aspects, the development and the world level synchronization can basically has formed a quite a potential industry.The past to repeat the lattice LED display design, high cost, this paper proposes a modular design of the lattice LED display, can realize flexible configuratio
6、n, operation, special show offline.The system uses AT89S52 SCM and C language program to control the display, the serial ports of MCU to communicate with PC and bitmap LED and buttons as man-machine interface.This system in every 16*16 of LED dot matrix modules composed by four 8 * 8 LED dot matrix;
7、 One MCU 89S52 controls of 32 bytes ,will display the contents of the dynamic buffer, and each has a unique address (SCM). All existing code modules and control chip are through serial connection to a bus master microcontroller will handle, the font through serial bus to each module of the display b
8、uffer (32 bytes), each module can show the corresponding contents, achieve the LED screen display module.When using a computer to operate module, we will replace the original master computer chips, and transfer the RS232 serial communication with TTL level to level.This can be modular and LED by the
9、 communication interface chip with 89S52 expansion and dynamic scanning mode can achieve great bitmap, many of the characters and graphics display mode.Keywords: AT89S52 Single-chip; LED dot matrix; serial communication; dynamic display; C51 language河南工业贸易职业学院毕业设计（论文）目 录1 1 绪论绪论 1 11.1 课题背景11.2 发展现状
10、11.3 总体设计方案22 2 单片机概述单片机概述 3 32.1 单片机定义32.1.1 单片机的发展历史.32.1.2 单片机的发展趋势.42.1.3 单片机的特点.42.1.4 单片机的应用领域.42.2 AT89S52 单片机简介 .52.2.1 AT89S52 的主要性能 62.2.2 AT89S52 的功能特性描述 62.2.3 AT89S52 的管脚排列 62.3 单片机的串行接口.72.3.1 基本概念.72.3.2 MCS-51 的串行和控制寄存器83 3 软件平台软件平台 11113.1 Protel 2004 .113.2 Keil.123.3 AVR_fighter.1
11、33.4 字模软件143.5 其他软件144 4 系统硬件电路设计系统硬件电路设计 16164.1 设计思路164.2 总控电路174.3 模块电路185 5 系统软件设计系统软件设计 19195.1 总控程序设计19河南工业贸易职业学院毕业设计（论文）I5.1.1 设计思路.195.1.2 总控程序流程.195.2 模块程序设计215.2.1 设计思路.215.2.2 模块程序流程.215.3 关键算法226 6 作品的制作与调试作品的制作与调试 27276.1 原材料的选择与采购276.2 印刷电路板的设计与制作286.2.1 印刷电路板的设计原则.286.2.2 印刷电路板的设计.286
12、.2.3 印刷电路板的制作.306.3 系统硬件部分调试306.3.1 短路与虚焊检测.306.3.2 上电测试.316.4 系统软件部分调试316.5 系统联合调试与结果337 7 结论结论 3535参考文献参考文献3636附录附录 1 1：LEDLED 总控程序（部分）总控程序（部分）3737附录附录 2 2：LEDLED 模块程序代码模块程序代码4545附录附录 3 3：作品实物图：作品实物图 4747河南工业贸易职业学院毕业设计（论文）01 绪论1.1 课题背景单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以极其高的性能价格比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的特点是体积
13、小、集成度高、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。正因为单片机有如此多的优点，因此其应用领域之广，几乎到了无孔不入的地步。在我国，单片机已被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪表、智能化家用电器、航空航天系统和和国防军事、尖端武器等各个方面。我们可以开发利用单片机系统以获得很高的经济效益。更重要的意义是单片机的应用改变了控制系统传统的设计思想和方法。以前采用硬件电路实现的大部分控制功能，正在用单片机通过软件方法来实现。这种以软件结合硬件或取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控制技术1。例如，通过单片机来控制 LED 点阵显示。随着社会科
14、技的进步和户外广告的发展，人们对户外媒体的要求也越来越高，传统的路牌、灯箱、单立柱、霓虹灯等表现形式单一的户外媒体已经无法满足受众的需求。户外广告市场上的竞争将是品牌价值、客户管理和专业品质的较量，于是，LED 开始浮出水面。LED 大型显示屏是科技与媒体的完美结合，能把该理念充分发挥，当仁不让地成为未来户外媒体发展趋势。1.2 发展现状LED 显示屏是 90 年代在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成的大面积显示屏幕，结合了微电子、光学、计算机、信息处理等诸多现代高新技术，具有环境适应能力强、高节能、寿命长、多变幻、利环保、高新尖等一系列优势2。L
15、ED 显示屏不仅画面亮度高、对比度大，色彩鲜艳，而且可显示动态画面和文字，它主动光发，远距离分辨率高，即使在百米以外，视觉效果跟在家里看电视一样，已广泛用于人流量多的公共场所、交通要道。其功能除广告宣传外，还可发布信息，丰富人们的文化娱乐生活，是观众喜爱的信息传播媒体，在我国北京、上海、重庆等大城市已推广应用，并收到了很好的效果。而近期，国内著名的广告公司分众传媒、东方明珠移动纷纷进军户外LED 市场，则更昭示了这一市场的勃勃生机。据专家预测，今后几年全球各类 LED 显示屏需求每年均会达到几十亿美元，河南工业贸易职业学院毕业设计（论文）1而且还在逐年递增。而在中国，据全国光学光电子行业协会
16、LED 显示屏分会统计，去年 LED 显示屏全行业的销售额约为 40 亿元，随着加入 WTO，又借助 2008 奥运会和 2010 年上海世博会带来更多的眼球经济，以及国家对环保问题的重视等多种利好因素的影响下，LED 显示屏在体育、户外广告、交通等诸多领域的市场将有显著的增加。专家预测认为：国内市场 LED 全彩屏需求增长率将高达 30%以上。目前国际上著名的 LED 显示屏厂商有比利时的 BARCO、美国的DAKTRONICS 和 Lighthouse 等，国内比较好的的有上海三思、大连路明、深圳京东方、惠州德赛等。我国 LED 显示屏产业的技术水平相对先进，主要产品和关键技术与国际同行业的先进水平能保持一致，但工艺水平比较落后，在产品规范化、整体系统设计、可靠性、制造工艺、检测测试手段等方面与国际先进水平有明显的差距。1.3 总体设计方案把整个显示屏分成若干相同大小、相同功能的显示模块，而另外用一个中央控制（下称总控）单片机进行控制，即向各模块发送字模，来实现整体协调的显示。该系统中每个 1616 LED 点阵模块（4 块 88 LED 点阵）均由 1
